JP7650541B2

JP7650541B2 - 銃器及びその他の軍需品用プライマー

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Publication number: JP7650541B2
Application number: JP2023549608A
Authority: JP
Inventors: イェイツ，ダニエル
Original assignee: Spectre Materials Sciences Inc
Current assignee: Spectre Materials Sciences Inc
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2025-03-25
Anticipated expiration: 2042-02-16
Also published as: CA3211117A1; AU2022223569A1; JP2024502509A; WO2022178007A1; KR20230167024A; EP4295105A1; IL305237A; CA3211117C; EP4295105B1; US20220260353A1; AU2022223569B2; AU2022223569C1; AU2022223569A9; IL305237B1; US11650037B2; EP4295105A4

Description

＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０２１年２月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／１５０，０１７号、発明の名称「ＰｒｉｍｅｒｆｏｒＦｉｒｅａｒｍｓａｎｄＯｔｈｅｒＭｕｎｉｔｉｏｎｓ」の利益を主張するものである。

本発明は、銃器及び軍需品用のプライマーに関する。より具体的には、炭化物含有セラミックの層を伴った、金属酸化物及び還元性金属を積層したプライマーが提供される。

銃器用カートリッジや、より大きい発射体用カートリッジ及び爆発物などの他の軍需品は、大抵の場合、プライマーによって点火される。現在利用可能なプライマー及び雷管は、黄銅製アンビルを有しており、アジ化鉛又はスチフニン酸鉛を含む銅又は黄銅合金製カップから作製される。カップの底部が撃針によって打たれると、プライマー材がカップの底部とアンビルとの間で押しつぶされ、プライマーチャージ（primer charge）を点火させる。その後、燃焼しているプライマーが、無煙火薬や爆発性物質などの別の可燃性物質に引火する。アジ化鉛及びスチフニン酸鉛は、それらの毒性と高い爆発性から危険である。加えて、現在の製造方法は非常に労働集約的であって、必要とされる手作業プロセスはコストを上昇させ、品質管理を維持することをより困難にしている。

高い発熱反応が必要とされる場合には、テルミットなどのエネルギー材料が現在使用されている。用途としては、切断、溶接、金属鉱石の精製、高性能爆薬の効果増強などがある。テルミット反応は金属酸化物と還元性金属の間で起こる。金属酸化物の例としては、Ｌａ_２Ｏ_３、ＡｇＯ、ＴｈＯ_２、ＳｒＯ、ＺｒＯ_２、ＵＯ_２、ＢａＯ、ＣｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＮｉＯ、Ｎｉ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｏＯ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｎＯ_２、ＷＯ_２、ＷＯ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＰｂＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、Ｃｕ_２Ｏ、及びＣｕＯなどが挙げられる。還元性金属の例としては、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｕ、Ｂ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、及びＬａが挙げられる。還元性金属はまた、上記の金属の合金又は金属間化合物の形態であってよい。

鉛の毒性を持たない材料から作られたプライマーが必要とされている。自動化プロセスに適した材料から作られたプライマーが更に必要とされている。撃針による打撃を通して点火に役立つ、さもなければテルミットの安定性から利益を得るような、エネルギー材料から作られたプライマーが更に必要とされている。

上記の要請は、テルミットプライマーによって満たされる。プライマーは、堆積面と背面とを有する基材を有する。金属酸化物と還元性金属の交互の層が基材に堆積される。金属酸化物と還元性金属の交互の層は、基材の背面に加えられた衝撃に反応して互いに反応するように構成されている。炭化物含有セラミック層は、金属酸化物と還元性金属の交互の層内に配置される。

上記の要請はまた、銃器用カートリッジによって満たされる。カートリッジは、前端部、後端部、及び中空内部を有するケーシングを備えている。カートリッジは、ケーシングの前端部に固定された弾丸と、中空内部に配置された推進剤と、ケーシングの後端部に固定されたプライマーとを有する。プライマーは推進剤と連絡している。プライマーは、堆積面と背面を有する基材を備えている。プライマーは更に、基材に蒸着された金属酸化物と還元性金属の交互の層を備えている。金属酸化物と還元性金属の交互の層は、基材の背面に加えられた衝撃に反応して互いに反応するように構成されている。プライマーは更に、金属酸化物と還元性金属の交互の層内に炭化物含有セラミック層を備える。

本発明のこれら及びその他の態様は、以下の説明及び図面を通してより明らかになるであろう。

図１は、層状テルミット構造、炭化物含有セラミック層、及びプライマーの不動態化被膜の側断面図である。

図２は、代替的な層状テルミット構造、一対の炭化物含有セラミック層、及びプライマーの不動態化被膜の側断面図である。

図３は、別の代替的な層状テルミット構造、炭化物含有セラミック層、及びプライマーの不動態化被膜の側断面図である。

図４は、図１～３のプライマー材料と共に使用されるカップの側断面図である。

図５は、図４のプライマーカップを使用しているカートリッジの側断面図である。

同じ符号は、図面全体を通して同様の要素を示す。

図１～３を参照すると、プライマー構造１０が示されている。プライマー構造１０は基材１２に堆積される。プライマー構造は、層状テルミット被膜１４と、層状テルミット被膜１４内の１又は複数の炭化物含有セラミック層１６と、不動態化被膜１８とを含む。

図示されている例の基材１２は、黄銅、銅、軟鋼、及び／又はステンレス鋼のような材料から作られた可鍛ディスクであって、層状テルミット被膜１４が堆積される堆積面２０と、背面２２（図４）とを有する。基材１２は、後述するように、背面２２への撃針の打撃が層状テルミット被膜１４及び炭化物含有セラミック層１６を点火させるように十分に薄く且つ可鍛性を有しているが、プライマー構造１０の製造を容易にし、且つプライマー構造１０で作られているプライマーをカートリッジケース、弾薬、改良プライマーカップ、又は後述するような他の場所内に固定するためには十分に厚い。好ましい基材の厚さは約０．００５インチ乃至約０．１インチであり、より好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０２５インチである。

層状テルミット被膜１４は、金属酸化物と還元性金属の交互の層を含む（明確さのために少数の層のみが図示されている）。金属酸化物の例としては、Ｌａ_２Ｏ_３、ＡｇＯ、ＴｈＯ_２、ＳｒＯ、ＺｒＯ_２、ＵＯ_２、ＢａＯ、ＣｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＮｉＯ、Ｎｉ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｏＯ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｎＯ_２、ＷＯ_２、ＷＯ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＰｂＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、Ｃｕ_２Ｏ、及びＣｕＯなどが挙げられる。還元性金属の例としては、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｕ、Ｂ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、及びＬａが挙げられる。金属酸化物及び還元性金属は、プライマーを含むカートリッジが使用される銃器の銃身に損傷を引き起こす可能性のある反応生成物を避けることによって、摩耗やその他の損傷に抵抗するように選択されることが好ましい。このような金属酸化物と還元性金属の組合せの一例には、酸化第二銅及びマグネシウムがある。

金属酸化物層及び還元性金属層の各々の厚さは、金属酸化物及び還元性金属の割合が、両方とも発熱反応によって実質的に消費されることを確実にするものであるように決定される。一例として、ＣｕＯで作られた金属酸化物層とＭｇで作られた還元性金属層の場合、化学反応は、「ＣｕＯ＋Ｍｇ－＞Ｃｕ＋ＭｇＯ＋熱」となる。故に、この反応には、１モルのＭｇ（重さ２４．３０５グラム／モル）ごとに、１モルのＣｕＯ（重さ７９．５４５４グラム／モル）が必要とされる。ＣｕＯの密度は６．３１５ｇ／ｃｍ^３であり、マグネシウムの密度は１．７４ｇ／ｃｍ^３である。故に、１モルのＣｕＯの体積は１２．５９６ｃｍ^３となる。同様に、１モルのＭｇの体積は１３．９６８ｃｍ^３となる。故に、図示の例では、金属酸化物の各層は、対応する還元性金属の層とほぼ同じ厚さであるか、僅かに薄い。他の金属酸化物と還元性金属が選択される場合には、それら金属酸化物と還元性金属の相対的な厚さも同様に決定することができる。

層状テルミット被膜１４の図１及び図２に図示された例は、基材１２に直接堆積された初期点火部２４と、初期点火部２４に堆積された二次点火部２６とに分けられる。初期点火部２４の図示された例は金属酸化物２８及び還元性金属３０の層を含んでおり、それらは、二次点火部２６内の金属酸化物３２及び還元性金属３４の層よりも薄い。図示の例では、金属酸化物２８と還元性金属３０の層の各対の厚さは、好ましくは約２０ｎｍ乃至約１００ｎｍの間であり、図示の例では約８４ｎｍの層の対の厚さを有する。図示の例では、金属酸化物層３２と還元性金属層３４の各対の厚さは約１００ｎｍより厚い。層が薄いと燃焼が速くなり、点火が容易になるが、層が厚いと燃焼速度が遅くなる。初期点火部２４内の薄い層２８，３０は、物理的衝撃に対してより敏感であって、それにより、基材１２の背面２２への撃針の打撃に応答して点火し、更には二次点火部２６を点火させることが容易になる。二次点火部２６内のより厚い層３２，３４は、よりゆっくりと燃焼し、無煙火薬、爆薬、又は他の所望の点火可能物質の点火の信頼性を高める。層状テルミット被膜１４の図示した例の総厚は、約２５μｍ乃至約１，０００μｍである。

図１及び図２のテルミット被膜１４の図示された例は、初期点火部２４内の全ての層２８，３０について概ね均一な厚さを示している。同様に、二次点火部２６内の層３２，３４内でも、概ね均一な厚さを示している。他の例としては、厚さの異なる金属酸化物層と還元性金属層が挙げられる。例えば、図３は、基材１２からの層の距離に概ね比例して増加するテルミット層を有するプライマー構造１０を示す（明確にするために少数の層のみを示す）。基材１２に近い層３６及び層３８の厚さは、例えば約２０ｎｍ乃至約１００ｎｍのように小さい。層４０及び層４２の厚さは増加している。基材１２から更に遠い層４４及び層４６の厚さは、層４０及び層４２よりも大きい。不動態化被膜１８に隣接しており、基材１２から最も遠い層４８と層５０は最も厚い層であり、厚さは約１００ｎｍより厚い。先と同様に、層状テルミット被膜の図示した例の総厚は約２５μｍから約１，０００μｍの間である。このようなテルミット被膜は、基材１２の近くでは迅速に点火し、基材１２から遠く、無煙火薬、爆薬、又は他の着火性物質の近くでは比較的ゆっくりと燃焼するという本質的に同じ利点をもたらす。このように厚さが徐々に増加する場合、初期点火部と二次点火部との間に明確な境界は存在しなくてよく、明確な境界は本発明の機能に必須ではない。

別の例では、金属酸化物及び還元性金属の全ての層の厚さは約１００ｎｍ未満であってよく、また、金属酸化物及び還元性金属の全ての層を消費するために必要とされる時間は、従来の推進薬及び爆発物を点火するために、単に金属酸化物及び還元性金属の層の数を増加させることによって十分に長くされてよい。

層状テルミット被膜１４の他の例は、異なる温度下で堆積される層２８、層３０、層３２、層３４、又は層３６、層３８、層４０、層４２、層４４、層４６、層４８、層５０を含んでよく、その結果、各層は、隣接する層よりも十分に高い又は十分に低い温度下で堆積され、層状テルミット被膜内で温度が均一化されると、層状テルミット被膜１４内に熱膨張及び収縮応力を誘発する。このような膨張及び収縮応力は、物理的衝撃による点火に対する感度を増大させると予想される。

不動態化層１８は層状テルミット被膜１４を覆い、層状テルミット被膜１４内の金属酸化物及び還元性金属を保護する。不動態化層１８の一例は窒化シリコンである。代替的な不動態化層１８は、例えばアルミニウムやクロムなど、自己不動態化する反応性金属から作ることができる。このような金属の表面に酸化物が形成されると、酸化物は自己密閉する。故に、金属の露出面が酸化物で完全に覆われると、酸化物の形成は停止する。

炭化物含有セラミック層１６は、テルミット層１４内に配置される。図示されている例では、１つの炭化物含有セラミック層１６が、テルミット被膜１４の頂部までの距離の約１／３にわたって配置されている。その他の例では、炭化物含有セラミック層１６は、テルミット被膜１４の下部、中央部、頂部、底部、又は上部のその他の場所など、テルミット被膜１４の他の場所に配置されてよい。幾つかの例では、テルミット被膜１４全体にわたって異なる場所に配置された炭化物含有セラミック層１６の複数の層が含まれてよい。１つの層又は２つの層が図示されているが、３つ以上の層が利用されてよい。炭化物含有セラミック層１６の厚さは、金属酸化物層又は還元性金属層よりも厚く、図示の例では約１００ｎｍ乃至約２μｍである。炭化物含有セラミック層１６の他の例では、約５００ｎｍ乃至約１μｍの厚さであってよい。

炭化物含有セラミックは、隣接する還元性金属及び金属酸化物の点火によって点火したときに、（テルミット反応生成物と比較して）比較的大きい粒子を銃器カートリッジの推進剤又はその他の発火性若しくは爆発性材料に発射する傾向を考慮して選択される。例えば、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化ケイ素などのセラミック、炭化アルミニウム（金属‐セラミック複合体であるが、本明細書では炭化物含有セラミックとみなす）、及びそれらの組合せが挙げられる。複数の炭化物含有セラミック層が存在する場合、異なる炭化物含有セラミック層は同じ炭化物含有セラミックで構成されてよく、又は、異なる炭化物含有セラミックで構成されてもよい。これらの炭化物（又は、他の適切な炭化物）が点火すると、酸化第二銅からの酸素との反応により二酸化炭素が形成される。このガス生成は、テルミットの反応生成物及び炭化物含有セラミックの反応生成物を、推進剤又は他の発火性若しくは爆発性材料へと押し出すのに役立つ。炭化物含有セラミックと酸素の反応によって生じる大きく高温の粒子は、推進剤又は他の発火性若しくは爆発性材料の確実な点火を保証するのに十分な時間、燃え続ける。

プライマー構造１０の幾つかの例は、各炭化物含有セラミック層１６の上下に接着層１７を含んでよい。図示されている例では、接着層１７はチタン又はクロムから作られている。幾つかの例では、ニッケルが接着層として使用されてよい。図示の例の接着層１７の厚さは、約５ｎｍ～約１０ｎｍである。

層状テルミット被膜１４は、スパッタリング又は物理蒸着によって作製することができる。特に、高出力インパルスマグネトロンスパッタリングにより、テルミット被膜１４を迅速に生成することができる。別の選択肢として、２０１２年１０月３０日にＫｅｖｉｎＲ．Ｃｏｆｆｅｙらに発行された米国特許第８，２９８，３５８号と、２０１３年６月１８日にＫｅｖｉｎＲ．Ｃｏｆｆｅｙらに発行された米国特許第８，４６５，６０８号とに記載されている特定の製造方法は、交互層間の酸化物の形成を抑制するように金属酸化物層及び還元性金属層を交互に堆積させるのに適しており、両特許の開示全体は参照により本明細書に明示的に組み込まれる。Ｃｏｆｆｅｙ博士の方法は、交互の金属酸化物層と還元性金属層の間の界面が実質的に金属酸化物を含まないことを可能にし、又は、還元性金属酸化物が存在する場合、界面を形成する還元性金属酸化物層の厚さが約２ｎｍ未満、或いは１ｎｍ未満になることを可能とする。多くの例では、界面は十分に薄いため、高分解能透過型電子顕微鏡による検出では界面の大部分は測定できない。高温及び／又は低温下で金属酸化物及び還元性金属の個々の層を堆積させることは任意選択的に採用することができ、これらの層が室温に戻ると層状テルミット被膜１４内の他の層に対して膨張／収縮応力を生成して、それによって撃針の打撃に対するプライマー１０の感度を高める。所望であれば、リソグラフィを使用して、材料の堆積が望ましくない基材１２の領域において各層の望ましくない部分を除去して、プライマー構造１０で被覆されることが意図されている部分のみを残すことができる。

層状テルミット被膜１４はまた、回転ドラムを使用する蒸着装置を使用して製造できる。そのようなシステムは、２０１４年６月２４日にＲ．ＤｅＶｉｔｏに発行された米国特許第８，７５８，５８０号、１９９９年３月９日にＪ．Ｗ．Ｓｅｅｓｅｒらに発行された米国特許第５，８９７，５１９号、及び１９８９年８月１６日にＭ．Ａ．Ｓｃｏｂｅｙらによって発明され公開された欧州特許第０，３２８，２５７号の特許又は公開出願に記載されており、それらの全ての開示全体は参照により本明細書に明示的に組み込まれる。回転ドラムシステムを使用することで、異なる材料からなる異なる層を成膜するために、基材を異なるチャンバー間で迅速に移動させることができる。ある例では、あるチャンバーは還元性金属の蒸着に使用され、他のチャンバーは金属酸化物の蒸着に使用され、更に他のチャンバーは炭化物含有セラミックの蒸着に使用される。４つのチャンバーシステムでは、他のチャンバーを使用して、炭化物含有セラミックの上下に付着層を堆積させてよい。一例では、２乃至４つのチャンバーを用い、１つのチャンバーにつき２つのターゲットが使用されてよい。各チャンバー内の雰囲気条件は維持され、基材からの分離を維持しながらドラムの近くに延びるバッフルによってシステムの他の部分から隔離される。それによって、基材が配置されたドラムを回転させることによって基材がチャンバー間で移動され得る一方で、複数の層を堆積するプロセスを通して、各チャンバーの正しい圧力及び雰囲気条件が維持される。加えて、還元性金属を堆積させるために利用されるチャンバー内の不活性ガス、例えばアルゴンの圧力は、金属酸化物を堆積させるために利用されるチャンバー内の圧力よりも高くてよく、これにより、還元性金属チャンバー内への酸素の進入が抑制される。故に、異なる材料の層の間で各チャンバーをポンプダウンする必要性が回避され、堆積プロセスが高速化される。

金属酸化物２８，３０、還元性金属３２，３４、及び炭化物含有セラミック１６の全ての層が堆積されると、上述の方法の何れかを使用して、不動態化層１８が層状テルミット被膜１４に堆積されてよい。

図４は、プライマー構造１０を利用したプライマー５２の例を示している。基材１２の図示された例は、上面５４を有するディスクであって、上面５４は、堆積面２０が配置される凹部５６を規定する。ディスク５２の縁部は、大径部５８と小径部６０を含んでおり、その間にレッジ（ledge）６２が形成されている。プライマー構造１０は、上述のように、凹部５６内の面２０上に堆積される。その後、ディスク（基材）１２がカップ６４内に配置されて、完全なプライマーが形成される。カップ６４は、上端部６８及び下端部７０を有する側壁６６を含む。下端部７０は内向きの突出部７２を含んでおり、突出部７２は、レッジ６２とディスク１２の小径部６０に接するような大きさで構成されている。ディスク１２が上端部６８を通してカップ６４内に挿入され、次に下端部７０に対して所定位置に配置されると、ディスク１２がカップの下端部７０から外方へと通り出ることは阻止される。ディスク１２は、その後、ディスクの上面５４に係合する内向き突起７４によってカップ６４内に保持されてよい。内向き突起７４は、壁６６の外側部分に対して内向きにパンチングして凹部７６を形成することによって形成されてよい。幾つかの例では、更に又は代替的に接着剤を利用して、ディスク１２をカップ６４内に保持してよい。

図５を参照すると、プライマー５２は、その後、従来の銃器用カートリッジ７８内に配置されてもよい。カートリッジ７８は、一般的な形態を有するケーシング８０を含む。ケーシング８０は、弾丸８４をその中に保持するように構成された前端部８２を含む。ケーシング８０はまた、カートリッジ７８の抜き取りを補助するための溝８６とレント（rent）８８とを有する後端部８４を含む。ケーシング８０の中空中央部９２内には推進剤９０がある。ケーシング８２の後端部８４は、プライマー用ポケット９４と、プライマー用ポケット９４と中空中央部９２との間に延びる点火口９６とを画定している。撃針で面２２を打つと、プライマー材１０が点火して、反応生成物が点火口９６を通って、弾丸８４を発射する推進剤９２に入る。

別の例では、プライマー構造１０は、ＴｉｍｏｔｈｙＭｏｈｌｅｒとＤａｎｉｅｌＹａｔｅｓによって発明され、２０２０年１２月２４日に公開された米国特許出願公開第２０２０／０４００４１５号明細書（その開示全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる）に開示されている、プライマーの堆積点火材料として使用することができる。

図示された例は銃器カートリッジのためのものであるが、プライマー構造１０は、大砲のためのものなどのより大きな発射体カートリッジのために、或いは、その起爆機構の一部としてプライマーを利用する手榴弾や他の爆発物などの他の軍需品のために使用することができる。

従って、本発明は、従来のプライマーの毒性又は他の安全性の問題を有しない材料から作られたプライマーを提供する。プライマーは自動化に適した方法で簡単に製造できる。このプライマーは、テルミットの安定性を利用する一方で、少なくとも従来のプライマーの信頼性を提供する。一次点火部及び二次点火部のテルミット層の厚さを調整することによって、また、膨張／収縮応力を任意選択的に生成することによって、プライマーの感度を調整し、特定の用途に合わせることができる。炭化物含有セラミック層の位置及び厚さも、特定の用途に合わせて調整することができる。本発明のプライマーは銃器カートリッジだけでなく、大砲、手榴弾、その他の爆発物や軍需品などの発射体にも有用である。プライマーの一例は、従来のプライマー用に設計された空間に収まる。

上述の実施形態に対する様々な変更は、本明細書から当業者には明らかであろう。例えば、プライマーの形状は、円形、正方形、長方形であってよく、又は、完全に異なる形状を有してよく、面取りされた縁部を有しても有さなくてもよく、又は、プライマーの何れかの側に面取りされた縁部を有してよい。プライマーは、従来型のプライマー用ポケットに適合してよく、非従来型のプライマー用ポケットに適合してもよい。故に、本発明は、その精神又は本質的な属性から逸脱することなく、他の特定の形態で実施されてよい。開示された特定の実施形態は、例示のみを意図するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。明細書ではなく添付の特許請求の範囲が参照されて、本発明の範囲が示されるべきである。

Claims

堆積面及び背面を有する基材と、
前記基材に堆積された金属酸化物と還元性金属の交互の層であって、前記金属酸化物と還元性金属の交互の層は、前記基材の背面に加えられる衝撃に応答して互いに反応するように構成されている、金属酸化物と還元性金属の交互の層と、
前記金属酸化物と還元性金属の交互の層内にある炭化物含有セラミック層と、
を備えているプライマーにおいて、
前記炭化物含有セラミック層は、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ケイ素、又はそれらの組合せであり、
前記金属酸化物と還元性金属の交互の層が相互に反応すると、前記炭化物含有セラミック層が還元性金属と金属酸化物の間の反応によって点火されて、前記炭化物含有セラミック層の反応生成物である粒子が生成され、
前記粒子は前記プライマーから発射される、前記炭化物含有セラミック層プライマー。
堆積面及び背面を有する基材と、
前記基材に堆積された金属酸化物と還元性金属の交互の層であって、前記金属酸化物と還元性金属の交互の層は、前記基材の背面に加えられる衝撃に応答して互いに反応するように構成されている、金属酸化物と還元性金属の交互の層と、
前記金属酸化物と還元性金属の交互の層内にある炭化物含有セラミック層と、
を備えており、
更に、前記炭化物含有セラミック層と、前記炭化物含有セラミック層に隣接する金属酸化物層又は還元性金属層の各々とを隔てる接着層を含む、プライマー。
各接着層はチタン、クロム、及びニッケルの何れかである、請求項２に記載のプライマー。
カートリッジであって
前端部、後端部、及び中空内部を有するケーシングと、
前記ケーシングの前端部に固定された弾丸と、
前記中空内部に配置された推進剤と、
前記ケーシングの後端部内に固定されたプライマーと、
を備えており、
前記プライマーは推進剤と連絡しており、前記プライマーは、
堆積面及び背面を有する基材と、
前記基材に堆積された金属酸化物と還元性金属の交互の層であって、前記金属酸化物と還元性金属の交互の層は、前記基材の背面に加えられる衝撃に応答して互いに反応するように構成されている、金属酸化物と還元性金属の交互の層と、
前記金属酸化物と還元性金属の交互の層内にある炭化物含有セラミック層と、
を備えており、
前記炭化物含有セラミック層は、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ケイ素、又はそれらの組合せであり、
前記金属酸化物と還元性金属の交互の層が相互に反応すると、前記炭化物含有セラミック層が還元性金属と金属酸化物の間の反応によって点火されて、前記炭化物含有セラミック層の反応生成物である粒子が生成され、
前記粒子は前記プライマーから発射される、カートリッジ。
カートリッジであって、
前端部、後端部、及び中空内部を有するケーシングと、
前記ケーシングの前端部に固定された弾丸と、
前記中空内部に配置された推進剤と、
前記ケーシングの後端部内に固定されたプライマーと、
を備えており、
前記プライマーは推進剤と連絡しており、前記プライマーは、
堆積面及び背面を有する基材と、
前記基材に堆積された金属酸化物と還元性金属の交互の層であって、前記金属酸化物と還元性金属の交互の層は、前記基材の背面に加えられる衝撃に応答して互いに反応するように構成されている、金属酸化物と還元性金属の交互の層と、
前記金属酸化物と還元性金属の交互の層内にある炭化物含有セラミック層と、
前記炭化物含有セラミック層と、前記炭化物含有セラミック層に隣接する金属酸化物層又は還元性金属層の各々とを隔てる接着層と、
を備えている、カートリッジ。
各接着層はチタン、クロム、及びニッケルの何れかである、請求項５に記載のカートリッジ。